EP4075121A1 - Prüfanordnung und verfahren zur fluoreszenzbasierten inspektion - Google Patents

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EP4075121A1
EP4075121A1 EP22168061.4A EP22168061A EP4075121A1 EP 4075121 A1 EP4075121 A1 EP 4075121A1 EP 22168061 A EP22168061 A EP 22168061A EP 4075121 A1 EP4075121 A1 EP 4075121A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
image
fluorophore
electromagnetic radiation
test arrangement
fluorescence
Prior art date
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Pending
Application number
EP22168061.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hans-Peter Diehl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Baumer Inspection GmbH
Original Assignee
Baumer Inspection GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Baumer Inspection GmbH filed Critical Baumer Inspection GmbH
Publication of EP4075121A1 publication Critical patent/EP4075121A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/8422—Investigating thin films, e.g. matrix isolation method
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/645—Specially adapted constructive features of fluorimeters
    • G01N21/6456—Spatial resolved fluorescence measurements; Imaging
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8806—Specially adapted optical and illumination features
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/645—Specially adapted constructive features of fluorimeters
    • G01N21/6456—Spatial resolved fluorescence measurements; Imaging
    • G01N2021/646—Detecting fluorescent inhomogeneities at a position, e.g. for detecting defects

Definitions

  • the present invention relates to a test arrangement and a method for the fluorescence-based inspection of a product containing at least one fluorophore, for example an industrial product, in particular a multi-layer, multi-layer and/or laminated composite material or a product made of such a composite material, e.g. but not exclusively floor laminate.
  • a product containing at least one fluorophore for example an industrial product, in particular a multi-layer, multi-layer and/or laminated composite material or a product made of such a composite material, e.g. but not exclusively floor laminate.
  • Optical inspection devices and corresponding inspection methods are used in many areas of the manufacturing industry with the aim of examining manufactured products for faults and defects.
  • the procedure usually includes processing and evaluating images of the products to be examined. The result of the respective evaluation is more reliable the more the faults and defects in the image recordings can be visually distinguished from perfect areas of the products.
  • fluorescence-based inspection devices and methods are used for products containing fluorophores, fluorochromes or other types of fluorescent carriers.
  • images of the products stimulated to fluoresce are evaluated based on the primary lighting effects caused.
  • other areas of the products that are irrelevant for the inspection are also highlighted in the image recordings when fluorescing.
  • errors and defects may go undetected, or flawless areas of the product may be incorrectly classified as defective. This inevitably leads to a loss of quality, productivity and/or efficiency.
  • the object of the present invention is to provide means that allow fluorescence-based inspections to be carried out with increased detection accuracy.
  • this object is achieved by a test arrangement according to claim 1 .
  • the present invention is advantageous because the at least one fluorophore can be excited to fluoresce by irradiating the inspection area with the first electromagnetic radiation containing the excitation spectrum.
  • the optical properties of the at least one fluorophore can thus be imaged in the at least one fluorescence image and can accordingly be used for the fluorescence-based inspection.
  • Unwanted secondary lighting effects which are caused by the at least one fluorophore in the emission spectrum, are also shown in the at least one fluorescence image and highlight areas of the product that are irrelevant for the inspection, can be imitated by irradiating the inspection area with the second electromagnetic radiation containing the emission spectrum and are thus specifically reproduced in the at least one reference image.
  • this makes it possible to calculate out the secondary lighting effects when generating the correction image, so that they are no longer visible in the correction image, or are only visible to a reduced extent.
  • the fluorescence-based inspection can thus be carried out using the correction image with increased detection accuracy.
  • the object initially taken as a basis can also be achieved by a method according to claim 9 .
  • the method according to the invention also benefits from the advantages already mentioned.
  • secondary lighting effects caused by the at least one fluorophore, which are imaged in the at least one fluorescence image can be specifically reproduced in the at least one reference image and can thus be calculated out when generating the correction image. This is explained in more detail below.
  • the excitation spectrum and the emission spectrum of the at least one fluorophore are known or predefined.
  • the excitation spectrum can represent a continuous excitation wavelength range or a discrete excitation wavelength.
  • the emission spectrum can in turn represent a continuous range of emission wavelengths or a discrete emission wavelength.
  • a method feature that is only explicitly described in the context of the method can therefore also represent a device feature.
  • a device feature that is only described in the context of the device can also represent a method feature.
  • a device, a device, a module, a block or a unit can correspond to a method step or a function of a method step. Analogous to this, aspects that are described as part of a method step also represent a description of a corresponding block, module, facility, device or property thereof.
  • the advantages described in relation to the device also apply to the method according to the invention and vice versa.
  • the image data processing device can be designed to generate the correction image by subtracting the at least one fluorescence image and the at least one reference image.
  • the correction image can be generated by forming the difference between the at least fluorescence image and the at least one reference image. This represents an easily implementable option for generating the correction image.
  • the image data processing device can have a subtraction module for carrying out the difference formation.
  • the subtraction module can be designed to subtract the color values or brightness values from the image data of the at least one fluorescence image and the at least one reference image pixel by pixel and to output the respective result value as a color value or brightness value of the associated pixel of the correction image.
  • a geometry adjustment and/or a contrast adjustment can take place between the at least one fluorescence image and the at least one reference image before the difference is formed.
  • the image data processing device can have a geometry adjustment module and/or a contrast adjustment module.
  • the geometry adjustment module can be configured such that the at least one fluorescence image and the at least one reference image are mutually congruent or at least approximately congruent to align
  • the contrast adjustment module can in turn be designed to mutually adjust or at least approximately adjust the contrast ratios of the at least one fluorescence image and the at least one reference image.
  • the image data processing device can be designed to carry out a preferably automatic shape recognition in the correction image.
  • the image data processing device can have a shape recognition module.
  • the shape recognition module can be designed to compare the pixels of the correction image with a predefined limit value on the basis of their color values or brightness values and to categorize them depending on whether they fall below or exceed the limit value.
  • the shape recognition module can be designed to group neighboring pixels with the same category into pixel groups.
  • the shape recognition module can be designed to identify pixel groups of a specific minimum size and to recognize these as a shape.
  • the image data processing device and its components i.e. the subtraction module, the geometry adjustment module, the contrast adjustment module and/or the shape recognition module, can be realized independently of one another by hardware and/or software, in particular by computer-implemented methods.
  • the image data processing device is an image data processor, for example.
  • the first wavelength range can lie outside the emission spectrum of the at least one fluorophore.
  • the first wavelength range does not overlap with the emission spectrum of the at least one fluorophore. It can thus be ensured that the first electromagnetic radiation does not contribute to the occurrence of the secondary lighting effects mentioned above. Consequently, the secondary lighting effects are as weak as possible in the at least one fluorescence image.
  • the second wavelength range is preferably outside the excitation spectrum of the at least a fluorophore. That is, the second wavelength range does not overlap with the excitation spectrum of the at least one fluorophore.
  • the test arrangement can be designed to irradiate the inspection area with the first electromagnetic radiation and with the second electromagnetic radiation by means of the radiation source device.
  • the respective irradiation preferably takes place with a time delay.
  • the radiation source device can have two different radiators or light sources for this purpose, of which the first radiator is designed to generate the first electromagnetic radiation and the second radiator is designed to generate the second electromagnetic radiation.
  • the first emitter is designed as a UV lamp, UV lamp, black light lamp or black light lamp.
  • the first electromagnetic radiation is UV-A radiation.
  • fluorophores can be excited.
  • the present invention is not limited to UV-A radiation and can also use other types of radiation depending on the application.
  • the second emitter can be designed as a polychrome LED, as a color LED, in particular as a blue light LED.
  • the second emitter is preferably a narrow-band lamp or light, in particular a monochromatic lamp or light, which generates light with the wavelength of the emission spectrum. In this way, lighting conditions can be created in the at least one reference image that are comparable to the lighting conditions of the at least one fluorescence image.
  • the first emitter and/or the second emitter can each be designed as a flashlight.
  • the first emitter and/or the second emitter can be designed to emit continuously in the direction of the inspection area. Accordingly, the test arrangement is designed to shield the first emitter and/or the second emitter as required.
  • the beam source device can also have a single controllable radiator, such as a controllable LED, which is designed to generate the first electromagnetic radiation and the second electromagnetic radiation.
  • a single controllable radiator such as a controllable LED
  • the beam source device can also have several individual radiators and/or controllable radiators. These can be advantageous Irradiate the inspection area from two directions. This would have the advantage that homogeneous illumination can be achieved.
  • the test arrangement can have, for example, a filter device between the inspection area and the recording device, which is designed to block the first wavelength range and/or only allow the second wavelength range, preferably the emission spectrum, to pass.
  • the filter device can have corresponding optical filters, i.e. bandstop filters and/or bandpass filters or bandwidth filters.
  • a sensitivity of the recording device can be limited to the second wavelength range. This sensitivity restriction can be realized in the recording device in terms of hardware and/or software.
  • the at least one fluorescence image and/or the at least one reference image can be generated with complete or partial shielding from ambient light.
  • the test arrangement can optionally have a light shielding device for darkening or at least for darkening the inspection area.
  • the test arrangement can also have a darkroom.
  • the recording device can have, for example, a single camera, in particular a fluorescence camera, for generating the recorded images.
  • the recording device can also have two different cameras.
  • the recording device is advantageously designed to repeatedly generate the recorded images. Accordingly, the image data processing device is also capable of repeated image processing of the recorded images. In this way, several products can be inspected one after the other and/or products whose spatial extent exceeds the inspection area can be inspected piece by piece.
  • An embodiment of the inspection arrangement which has a conveying device, for example a conveyor belt, for moving the product through the inspection area is suitable in particular for the inspection of a plurality of and/or elongate products.
  • a conveying device for example a conveyor belt
  • the recordings can be generated during this continuous relative movement.
  • high inspection speeds can be achieved.
  • multiple products and/or multiple partial areas of a product can be inspected in a shorter time in the moving state.
  • the recording device can be designed as a line camera. This enables continuous recordings of the product, so that products of any length can be inspected.
  • the line camera is continuously moved relative to the product. This relative movement can take place by means of the conveyor device and/or by moving the line camera itself.
  • the recording device can be designed accordingly to produce the recordings during this relative movement.
  • the test arrangement is designed to record the at least one fluorescence image and the at least one reference image pixel-synchronously.
  • the test arrangement is designed to record the at least one fluorescence image and the at least one reference image pixel-synchronously.
  • the recording device can have two line cameras that are spaced apart from one another or arranged next to one another.
  • the inspection area is irradiated alternately with the first electromagnetic radiation and the second electromagnetic radiation and is recorded alternately with the two line cameras, the recording frequency of the two line cameras being set up in such a way that a time interval between two consecutive recordings corresponds to the quotient of the spatial distance between the two line scan cameras and the feed speed of the conveyor.
  • the pixel synchronicity can also be achieved if, instead of the two spaced-apart line cameras, a multi-line line camera or a matrix camera is driven line by line or multiple lines, the distance between the controlled lines of the matrix camera is calculated in the above quotient instead of the distance between the two line cameras.
  • the conveying device can preferably have a rotary encoder which specifies a timing to which the recording frequency of one or two cameras can be adapted.
  • the product can remain motionless within the scope of the method according to the invention, at least during the respective recording. This also makes it easy to achieve pixel synchronicity between the at least one fluorescence image and the at least one reference image.
  • the recording device is preferably designed as a matrix camera. When inspecting several products, these can be moved discontinuously into the inspection area, e.g. with the conveyor device, and remain static in the inspection area for a certain dwell time. The respective image recordings are generated within this dwell time.
  • the at least one fluorescence image and the at least one reference image can be recorded with a time offset and/or location offset in the method according to the invention.
  • the test arrangement according to the invention is suitable for a product which is made up of several layers or plies, one layer containing the at least one fluorophore.
  • the product may be, for example, an industrial product, in particular a multi-layer, multi-layer and/or laminated composite material or a product made from such a composite material, for example but not exclusively one or more floor laminates.
  • the layer with the at least one fluorophore is referred to below as the "fluorophore layer", although this layer does not have to consist entirely of the at least one fluorophore and can also have other components in addition to the at least one fluorophore.
  • the test arrangement according to the invention makes it possible to reliably detect defects (such as, for example, holes, cracks, detachments and/or folds) in the fluorophore layer and, in doing so, to minimize the disruptive influence of secondary lighting effects. Consequently the quality of the product, especially with regard to the fluorophore layer, can be reliably checked without the secondary lighting effects falsifying or influencing the result.
  • defects such as, for example, holes, cracks, detachments and/or folds
  • the secondary lighting effects can specifically be copies of patterns, decorations, logos, inscriptions and/or other markings that are located, for example, on a layer of the product that is directly or indirectly adjacent to the fluorophore layer, are illuminated by the fluorophore layer during fluorescence and are therefore illuminated appear together with the defects in at least one fluorescence image. From the at least one fluorescence image alone, it is correspondingly difficult to detect the defects, in particular to distinguish them from the patterns, decorations, logos, inscriptions and/or other markings. Therefore, according to the invention, the patterns, decorations, logos, inscriptions and/or other markings are also made visible in a targeted manner in the at least one reference image. In contrast, the defects are only depicted in the at least one fluorescence image. The patterns, decorations, logos, inscriptions and/or other markings can thus be eliminated when the correction image is generated, while the imperfections are transferred to the correction image.
  • test arrangement according to the invention and also the method according to the invention are therefore suitable, inter alia, for quality testing of floor laminates as long as a laminate layer contains the at least one fluorophore.
  • the method according to the invention can consequently in particular be a quality inspection method for such floor laminates.
  • the fluorophore layer may be a top and/or outermost layer of the article.
  • the fluorophore layer is preferably located between the radiation source means and a layer of the article reflecting the first electromagnetic radiation and the second electromagnetic radiation.
  • test arrangement 2 The structure and function of a test arrangement 2 according to the invention are shown below with reference to FIG Figures 1 to 5 described as an example. Although some aspects of the invention are only described in the context of the test arrangement 2, it is of course possible that these aspects also represent a description of the corresponding method, for example a block, a module, a unit, a device or a property of the test arrangement 2 a Process step or a function of a process step corresponds. Analogously, aspects that are described as part of a method step also represent a description of a block, module, unit, facility or property of the test arrangement.
  • the test arrangement 2 is for a fluorescence-based inspection of at least one fluorophore 4 containing Product 6 provided.
  • the at least one fluorophore 4 has a known or predefined excitation spectrum and a known or predefined emission spectrum.
  • the excitation spectrum can represent a continuous range of excitation wavelengths or a discrete excitation wavelength.
  • the emission spectrum can in turn represent a continuous range of emission wavelengths or a discrete emission wavelength.
  • the test arrangement 2 has, among other things, a beam source device 14 , a recording device 16 and an image data processing device 18 .
  • the recording device 16 is used to generate images 24 of an inspection area 20 in which the product 6 can be arranged and/or is arranged.
  • the beam source device 14 serves to generate a first electromagnetic radiation 21 and a second electromagnetic radiation 22.
  • the first electromagnetic radiation 21 has a first wavelength range which contains the excitation spectrum of the at least one fluorophore 4.
  • the second electromagnetic radiation 22 has a second wavelength range that contains the emission spectrum of the at least one fluorophore 4 .
  • the first wavelength range is preferably outside of the emission spectrum and therefore does not overlap with it.
  • the second wavelength range is preferably outside of the excitation spectrum so that they do not overlap.
  • the beam source device 14 can have a single controllable radiator 55, such as a controllable LED, which is designed to generate the first electromagnetic radiation 21 and the second electromagnetic radiation 22 in each case.
  • a single controllable radiator 55 such as a controllable LED
  • the beam source device 14 has a first emitter 51 and a separate second emitter 52, the first emitter 51 being configured to generate the first electromagnetic radiation 21 and the second emitter 52 being configured to generate the second electromagnetic radiation 22 to generate.
  • the first emitter 51 can be designed as a UV lamp 56 .
  • the first electromagnetic radiation 21 can be UV-A radiation 58 .
  • the second emitter 52 can be designed as a polychrome lamp or a narrow-band lamp 60, in particular a monochromatic lamp 62, more precisely a color lamp 64, for example a blue light lamp, which generates light with the wavelength of the emission spectrum.
  • the first radiator 51 and the second radiator 52 are in the embodiment shown 2 each designed as a flashlight 66.
  • the first emitter 51 and/or the second emitter 52 can radiate continuously in the direction of the inspection area 20 and can be dimmed alternately.
  • the first radiator 51 and the second radiator 52 are arranged at a distance from one another and illuminate the inspection area 20 from two sides.
  • the two electromagnetic radiations 21 and 22 are available both in the first radiator 51 and in the second radiator 52 .
  • only the first electromagnetic radiation 21 can be made available in the radiator 51 and only the second electromagnetic radiation 22 can be made available in the radiator 52 .
  • two further radiators 53 and 54 are provided for the first radiator 51 and the second radiator 52 . Radiator 51 and radiator 52 make the first electromagnetic radiation 21 available, whereas radiator 53 and radiator 54 make the second electromagnetic radiation 22 available.
  • the test arrangement 2 is designed accordingly to irradiate the inspection area 20 with the first electromagnetic radiation 21 and to record at least one fluorescence image 26 of the inspection area 20 irradiated with the first electromagnetic radiation 21 with the recording device 16 (see FIG figure 5 ). Furthermore, the test arrangement 2 is designed to irradiate the inspection area 20 with the second electromagnetic radiation 22 and to record at least one reference image 28 of the inspection area 20 irradiated with the second electromagnetic radiation 22 with the recording device 16 (see FIG figure 5 ).
  • the respective irradiation with the first electromagnetic radiation 21 and the second electromagnetic radiation 22 preferably takes place with a time delay.
  • the at least one fluorescence image 26 and the at least one reference image 28 are recorded with a time offset relative to one another.
  • the recording device 16 can have, for example, a single camera 68, in particular a fluorescence camera 70, or also a plurality of cameras.
  • the cameras 68 of the illustrated embodiments 1 and 2 are each designed as line scan cameras 72, 72a, 72b.
  • the test arrangement 2 also has a conveyor device 74 , in particular a conveyor belt 76 , for moving the product 6 through the inspection area 20 . This enables a continuous relative movement 78 between the product 6 and the receiving device 16 . Alternatively or additionally, the receiving device 16 can also be moved relative to the product 6 .
  • the recording device 16 can have two line scan cameras 72a, 72b.
  • the two line cameras 72a, 72b can be arranged next to one another or at a distance from one another.
  • the inspection area 20 can thus be irradiated alternately with the first electromagnetic radiation 21 and the second electromagnetic radiation 22 and can be recorded alternately in each case with the two line cameras 72a, 72b.
  • the recording frequency of the two line cameras 72a, 72b is preferably set up in such a way that a time interval between two consecutive recordings corresponds to the quotient of the spatial distance 80 between the two line cameras 72a, 72b and the feed speed of the conveyor device 74. In this way, pixel synchronization between the at least one fluorescence image 26 and the at least one reference image 28 can be achieved.
  • the conveyor device 74 can have a rotary encoder 82, which specifies timing for this purpose.
  • a sensitivity of the recording device 16 can be limited to the second wavelength range on the hardware side and/or on the software side.
  • the first wavelength range is not imaged in the at least one fluorescence image 26 .
  • the test arrangement 2 can have a filter device (not shown) between the inspection area 20 and the receiving device 16 .
  • the filter device can be designed to block the first wavelength range and/or only allow the second wavelength range, preferably the emission spectrum, to pass.
  • the filter device can have corresponding optical filters, ie band stop filters and/or bandwidth filters.
  • the test arrangement 2 can have a light shielding device (not shown) for darkening or at least for darkening the inspection area 20 .
  • the test arrangement 2 can also have a darkroom.
  • the image data processing device 18 is used for image processing of the recorded images 24, 26, 28.
  • the image data processing device 18 is designed to generate a correction image 30 based on the at least one fluorescence image 26 and the at least one reference image 28 (see figure 5 ).
  • the correction image 30 can be generated, for example, by subtracting the at least one fluorescence image 26 and the at least one reference image 28 .
  • the image data processing device 18 can have a subtraction module 34 for carrying out the difference formation.
  • the subtraction module 34 can be configured to subtract the color values or brightness values from the image data of the at least one fluorescence image 26 and the at least one reference image 28 pixel by pixel and to output the respective result value as a color value or brightness value of an associated pixel in the correction image 30.
  • the image data processing device 18 can also have a geometry adjustment module 36 for carrying out a geometry adjustment and a contrast adjustment module 40 for carrying out a contrast adjustment.
  • the geometry adjustment module 36 can be designed to align the at least one fluorescence image 26 congruently or at least approximately congruently with the at least one reference image 28 .
  • the contrast adjustment module 40 can in turn be designed to mutually adjust or at least approximately adjust the contrast ratios of the at least one fluorescence image 26 and the at least one reference image 28 .
  • the image data processing device 18 can have a shape recognition module 44 for carrying out a, preferably automatic, shape recognition in the correction image 30 .
  • the shape recognition module 44 can be designed to carry out the shape recognition using a threshold value method or another method or algorithm known from the prior art.
  • the image data processing device 18 and its components, that is, the subtraction module 34, the geometry adjustment module 36, the contrast adjustment module 40 and / or the shape recognition module 44 can independently by hardware and / or software, in particular by computer-implemented methods can be realized.
  • the image data processing device 18 is configured as an image data processor 50, for example.
  • test arrangement 2 The functioning of the test arrangement 2 according to the invention is explained below using a specific application example.
  • the product 6 can be, for example, an industrial product made up of several layers or plies, in particular a multi-layer, multi-layer and/or laminated composite material or a product made of such a composite material, e.g. but not exclusively a floor laminate 8 .
  • a layer 10 of the product 6 contains the at least one fluorophore 4.
  • the layer 10 with the at least one fluorophore 4 is referred to below as the fluorophore layer 12, although this layer 10 does not have to consist entirely of the at least one fluorophore 4 and, in addition, at least a fluorophore 4 can also have other components.
  • fluorophore layer 12 is shown as the top and outermost layer of article 6.
  • FIG. the present invention can also be used for products in which there are further layers transparent to the first electromagnetic radiation 21 and the second electromagnetic radiation 22 on the fluorophore layer 12 .
  • the fluorophore layer 12 is in the example shown 1 on a layer 86 of the product 6 that reflects the first electromagnetic radiation 21 and the second electromagnetic radiation 22, in particular the emission spectrum.
  • the fluorophore layer 12 is preferably arranged in such a way that it is located between the radiation source device 14 and the reflective layer 86 and between the recording device 16 and of the reflective layer 86 is located.
  • the reflective layer 86 can have markings, such as patterns, decorations, logos or inscriptions, which represent a flawless characteristic of the product 6.
  • markings such as patterns, decorations, logos or inscriptions, which represent a flawless characteristic of the product 6.
  • a marking 88 is indicated purely by way of example.
  • the fluorophore layer 12 can have undesired defects 90, 92, which cannot be seen with the naked eye or with conventional optical inspection measures due to the transparency and/or the small layer thickness of the fluorophore layer 12.
  • defects 90, 92 include, for example, holes 94 in the fluorophore layer 12 or detachments 96 and folds 98 of the fluorophore layer 12. This is shown in FIG Magnification 100 in 1 shown.
  • the fluorophore layer 12 is shown partially rolled up from the reflective layer 86 for purposes of differentiation only.
  • the defects 90, 92 can be made visible in the at least one fluorescence image 26, especially since defects 90 at which the fluorophore layer 12 is interrupted do not fluoresce and defects 92 at which the fluorophore layer 12 is doubled fluoresce differently than the Rest of the fluorophore layer 12.
  • the defects 90, 92 differ significantly in their optical properties from the rest of the fluorophore layer 12.
  • the marking 88 also becomes visible in the at least one fluorescence image 26 since the fluorophore layer 12 generates secondary lighting effects during fluorescence, which allow the marking 88 to appear in the at least one fluorescence image 26 .
  • the secondary lighting effects just mentioned are specifically adjusted in the at least one reference image 28 .
  • the defects 90, 92 are not visible in the at least one reference image 28, since the second wavelength range preferably does not overlap with the excitation spectrum of the at least one fluorophore 4.
  • the at least one reference image 28 is recorded, no or at least very little fluorescence of the at least one fluorophore 4 is triggered, so that the defects 90, 92 do not appear or at least not as clearly as in the at least one fluorescence image 26.
  • the correction image 30 can thus be generated in such a way that a more reliable detection of the defects 90, 92 is possible by the disruptive influence of the marking 88 being eliminated.

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Abstract

Eine Prüfanordnung (1,2) zur fluoreszenzbasierten Inspektion eines mindestens einen Fluorophor (4) mit einem Anregungsspektrum und einem Emissionsspektrum enthaltenden Erzeugnisses (6) weist eine Strahlquelleneinrichtung (14) zur Erzeugung einer ersten elektromagnetischen Strahlung (21) in einem ersten Wellenlängenbereich, der das Anregungsspektrum des mindestens einen Fluorophors (4) enthält, und einer zweiten elektromagnetischen Strahlung (22) in einem zweiten Wellenlängenbereich, der das Emissionsspektrum des mindestens einen Fluorophors (4) enthält, eine Aufnahmeeinrichtung (16) zur Erzeugung von Bildaufnahmen (24) eines Inspektionsbereichs (20), in dem das Erzeugnis (6) anordenbar ist, und eine Bilddatenverarbeitungseinrichtung (18) zur Bildverarbeitung der Bildaufnahmen (24) auf und ist ausgestaltet, mit der Aufnahmeeinrichtung (16) mindestens ein Fluoreszenzbild (26) des mit der ersten elektromagnetischen Strahlung (21) bestrahlten Inspektionsbereichs (20) aufzunehmen sowie mit der Aufnahmeeinrichtung (16) mindestens ein Referenzbild (28) des mit der zweiten elektromagnetischen Strahlung (22) bestrahlten Inspektionsbereichs (20) aufzunehmen, wobei die Bilddatenverarbeitungseinrichtung (18) ausgestaltet ist, basierend auf dem mindestens einen Fluoreszenzbild (26) und dem mindestens einen Referenzbild (28) ein Korrekturbild (30) zu erzeugen. Insbesondere können beim Erzeugen des Korrekturbildes (30) von dem mindestens einen Fluorophor (4) im Emissionsbereich hervorgerufene sekundäre Beleuchtungseffekte eliminiert werden. Folglich ist mit der Prüfanordnung (1,2) eine erhöhte Detektionsgenauigkeit erreichbar. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur fluoreszenzbasierten Inspektion.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Prüfanordnung und ein Verfahren zur fluoreszenzbasierten Inspektion eines mindestens einen Fluorophor beinhaltenden Erzeugnisses, beispielsweise eines industriellen Erzeugnisses, insbesondere eines mehrlagigen, mehrschichtigen und/oder laminierten Verbundwerkstoffes oder eines Erzeugnisses aus derartigem Verbundwerkstoff, z.B. aber nicht ausschließlich Fußbodenlaminat.
  • In vielen Bereichen der verarbeitenden Industrie kommen optische Inspektionsvorrichtungen und entsprechende Inspektionsverfahren mit dem Ziel, produzierte Erzeugnisse auf Fehler und Defekte zu untersuchen, zum Einsatz. Das Vorgehen beinhaltet meistens eine Verarbeitung und Auswertung von Bildaufnahmen der zu untersuchenden Erzeugnisse. Das Ergebnis der jeweiligen Auswertung ist zuverlässiger, je stärker die Fehler und Defekte in den Bildaufnahmen von einwandfreien Bereichen der Erzeugnisse optisch unterscheidbar sind.
  • Bei einigen Anwendungen werden spezielle optische bzw. spektrale Eigenschaften ausgenutzt, um die Fehler und Defekte in den Bildaufnahmen besser hervorzuheben. So werden beispielsweise für Erzeugnisse, die Fluorophore, Fluorochrome oder andere Arten von Fluoreszenzträgern enthalten, fluoreszenzbasierte Inspektionsvorrichtungen und - verfahren eingesetzt. Insbesondere werden im Rahmen der fluoreszenzbasierten Inspektion Bildaufnahmen der zum Fluoreszieren angeregten Erzeugnisse, basierend auf den hervorgerufenen primären Beleuchtungseffekten, ausgewertet. Unter gewissen Umständen werden jedoch beim Fluoreszieren neben den Fehlern und Defekten auch noch andere, für die Inspektion irrelevante Bereiche der Erzeugnisse in den Bildaufnahmen hervorgehoben. Dadurch kann es dazu kommen, dass Fehler und Defekte womöglich nicht erkannt oder einwandfreie Bereiche der Erzeugnisse fälschlicherweise als fehlerhaft eingestuft werden. Dies führt unweigerlich zu Einbußen der Qualität, Produktivität und/oder Effizienz.
  • Folglich liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, Mittel zu schaffen, die es erlauben, fluoreszenzbasierte Inspektionen mit erhöhter Detektionsgenauigkeit durchzuführen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Prüfanordnung gemäß dem Anspruch 1 gelöst.
  • Die vorliegende Erfindung ist vorteilhaft, da durch die Bestrahlung des Inspektionsbereichs mit der das Anregungsspektrum enthaltenden, ersten elektromagnetischen Strahlung der mindestens eine Fluorophor zum Fluoreszieren angeregt werden kann. Somit sind die optischen Eigenschaften des mindestens einen Fluorophors in dem mindestens einen Fluoreszenzbild abbildbar und entsprechend für die fluoreszenzbasierte Inspektion ausnutzbar.
  • Ungewollte sekundäre Beleuchtungseffekte, die von dem mindestens einen Fluorophor im Emissionsspektrum hervorgerufen werden, ebenfalls in dem mindestens einen Fluoreszenzbild abgebildet sind und für die Inspektion irrelevante Bereiche des Erzeugnisses hervorheben, können durch die Bestrahlung des Inspektionsbereichs mit der das Emissionsspektrum enthaltenden, zweiten elektromagnetischen Strahlung imitiert und so in dem mindestens einen Referenzbild gezielt nachgebildet werden. Vorteilhafterweise ermöglicht dies, die sekundären Beleuchtungseffekte bei der Erzeugung des Korrekturbildes herauszurechnen, sodass sie im Korrekturbild nicht mehr sichtbar oder zumindest nur reduziert sichtbar sind. Somit kann die fluoreszenzbasierte Inspektion anhand des Korrekturbildes mit erhöhter Detektionsgenauigkeit durchgeführt werden.
  • Die eingangs zugrunde gelegt Aufgabe kann ferner durch ein Verfahren gemäß dem Anspruch 9 gelöst werden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren profitiert ebenfalls von den bereits genannten Vorteilen. Insbesondere können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren von dem mindestens einen Fluorophor hervorgerufene sekundäre Beleuchtungseffekte, die in dem mindestens einen Fluoreszenzbild abgebildet sind, in dem mindestens einen Referenzbild gezielt nachgebildet werden und lassen sich so bei der Erzeugung des Korrekturbildes herausrechnen. Dies wird im Folgenden noch näher erläutert.
  • Das Anregungsspektrum und das Emissionsspektrum des mindestens einen Fluorophors sind je nach Anwendung bekannt bzw. vordefiniert. Das Anregungsspektrum kann hierbei einen kontinuierlichen Anregungswellenlängenbereich oder eine diskrete Anregungswellenlänge darstellen. Das Emissionsspektrum kann wiederum einen kontinuierlichen Emissionswellenlängenbereich oder eine diskrete Emissionswellenlänge darstellen.
  • Die erfindungsgemäße Lösung kann durch verschiedene, jeweils für sich vorteilhafte und beliebig miteinander kombinierbare Ausgestaltungen weiter verbessert werden. Auf diese Ausgestaltungsformen und die mit ihnen verbundenen Vorteile ist im Folgenden eingegangen. Die nachfolgend beschriebenen Merkmale können, auch wenn dies nicht explizit vermerkt ist, sowohl für das erfindungsgemäße Verfahren als auch für die erfindungsgemäße Prüfanordnung verwendet werden. Also kann ein Verfahrensmerkmal, das nur im Kontext des Verfahrens explizit beschrieben ist, auch ein Vorrichtungsmerkmal darstellen. Umgekehrt kann ein Vorrichtungsmerkmal, das nur im Kontext der Vorrichtung beschrieben ist, ebenso ein Verfahrensmerkmal darstellen. Eine Vorrichtung, eine Einrichtung, ein Modul, ein Block oder eine Einheit kann hierbei einem Verfahrensschritt oder einer Funktion eines Verfahrensschrittes entsprechen. Analog dazu stellen Aspekte, die im Rahmen eines Verfahrensschrittes beschrieben werden, auch eine Beschreibung eines entsprechenden Blocks, Moduls, einer Einrichtung, einer Vorrichtung oder deren Eigenschaft dar. Die in Bezug auf die Vorrichtung beschriebenen Vorteile gelten ebenso für das erfindungsgemäße Verfahren und umgekehrt.
  • Gemäß einer ersten möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Prüfanordnung kann die Bilddatenverarbeitungseinrichtung ausgestaltet sein, das Korrekturbild durch Differenzbildung aus dem mindestens einen Fluoreszenzbild und dem mindestens einen Referenzbild zu erzeugen. Entsprechend kann gemäß einer möglichen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens das Korrekturbild durch Differenzbildung aus dem mindestens Fluoreszenzbild und dem mindestens einen Referenzbild erzeugt werden. Dies stellt eine einfach umsetzbare Möglichkeit zur Erzeugung des Korrekturbildes dar. Insbesondere kann die Bilddatenverarbeitungseinrichtung ein Subtraktionsmodul zur Durchführung der Differenzbildung aufweisen. Das Subtraktionsmodul kann ausgestaltet sein, die Farbwerte bzw. Helligkeitswerte aus den Bilddaten des mindestens einen Fluoreszenzbildes und des mindestens einen Referenzbildes pixelweise zu subtrahieren und den jeweiligen Ergebniswert als Farbwert bzw. Helligkeitswert des dazugehörigen Pixels des Korrekturbildes auszugeben.
  • Zur Steigerung der Genauigkeit kann zwischen dem mindestens einen Fluoreszenzbild und dem mindestens einen Referenzbild eine Geometrieanpassung und/oder einen Kontrastanpassung vor der Differenzbildung erfolgen. Hierfür kann die Bilddatenverarbeitungseinrichtung entsprechend ein Geometrieanpassungsmodul und/oder ein Kontrastanpassungsmodul aufweisen. Das Geometrieanpassungsmodul kann ausgestaltet sein, das mindestens eine Fluoreszenzbild und das mindestens eine Referenzbild gegenseitig deckungsgleich oder zumindest annähernd deckungsgleich auszurichten. Das Kontrastanpassungsmodul kann wiederum ausgestaltet sein, die Kontrastverhältnisse des mindestens einen Fluoreszenzbildes und des mindestens einen Referenzbildes gegenseitig anzugleichen oder zumindest annähernd anzupassen.
  • Zwecks Automatisierbarkeit der fluoreszenzbasierten Inspektion kann die Bilddatenverarbeitungseinrichtung ausgestaltet sein, im Korrekturbild eine, vorzugsweise automatische Formerkennung durchzuführen. Hierfür kann die Bilddatenverarbeitungseinrichtung ein Formerkennungsmodul aufweisen. Das Formerkennungsmodul kann ausgestaltet sein, die Pixel des Korrekturbildes anhand ihrer Farbwerte bzw. Helligkeitswerte mit einem vordefinierten Grenzwert zu vergleichen und je nach Unterschreitung oder Überschreitung des Grenzwertes zu kategorisieren. Ferner kann das Formerkennungsmodul ausgestaltet sein, benachbarte Pixel mit gleicher Kategorie zu Pixelgruppen zu gruppieren. Außerdem kann das Formerkennungsmodul ausgestaltet sein, Pixelgruppen einer bestimmten Mindestgröße zu identifizieren und diese als Form zu erkennen.
  • Neben dem soeben rein beispielhaft beschriebenen sog. Schwellwertverfahren können selbstverständlich auch andere, aus dem Stand der Technik bekannte Verfahren bzw. Algorithmen bei der Formerkennung eingesetzt werden.
  • Die Bilddatenverarbeitungseinrichtung sowie ihre Bestandteile, d.h. das Subtraktionsmodul, das Geometrieanpassungsmodul, das Kontrastanpassungsmodul und/oder das Formerkennungsmodul, können unabhängig voneinander durch Hardware und/oder Software, insbesondere durch computerimplementierte Verfahren, verwirklicht sein. Die Bilddatenverarbeitungseinrichtung ist beispielsweise ein Bilddatenprozessor.
  • Gemäß einer weiteren möglichen Ausgestaltung kann der erste Wellenlängenbereich außerhalb des Emissionsspektrums des mindestens einen Fluorophors liegen. Mit anderen Worten überschneidet sich der erste Wellenlängenbereich nicht mit dem Emissionsspektrum des mindestens einen Fluorophors. Somit kann sichergestellt werden, dass die erste elektromagnetische Strahlung nicht zum Auftreten der oben genannten sekundären Beleuchtungseffekte beiträgt. Folglich sind die sekundären Beleuchtungseffekte in dem mindestens einen Fluoreszenzbild so schwach wie möglich ausgeprägt.
  • Um sicherzustellen, dass das Fluoreszieren des mindestens einen Fluorophors in dem mindestens einen Referenzbild so wenig wie möglich abgebildet wird, liegt der zweite Wellenlängenbereich vorzugsweise außerhalb des Anregungsspektrums des mindestens einen Fluorophors. Das heißt, der zweite Wellenlängenbereich überschneidet sich nicht mit dem Anregungsspektrum des mindestens einen Fluorophors.
  • Die Prüfanordnung kann ausgestaltet sein, den Inspektionsbereich mittels der Strahlquelleneinrichtung jeweils mit der ersten elektromagnetischen Strahlung und mit der zweiten elektromagnetischen Strahlung zu bestrahlen. Die jeweilige Bestrahlung erfolgt hierbei vorzugsweise zeitversetzt. Beispielsweise kann die Strahlquelleneinrichtung hierfür zwei unterschiedliche Strahler bzw. Lichtquellen aufweisen, von denen der erste Strahler ausgestaltet ist, die erste elektromagnetische Strahlung zu erzeugen und der zweite Strahler ausgestaltet ist, die zweite elektromagnetische Strahlung zu erzeugen.
  • Erfindungsgemäß ist der erste Strahler als eine UV-Lampe, UV-Leuchte, Schwarzlichtlampe oder Schwarzlichtleuchte ausgestaltet. Erfindungsgemäß handelt es sich bei der ersten elektromagnetischen Strahlung um UV-A-Strahlung. Somit kann eine breite Vielfalt an Fluorophoren angeregt werden. Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf UV-A-Strahlung beschränkt und kann je nach Anwendung auch andere Arten von Strahlung nutzen.
  • Der zweite Strahler kann als eine polychrome LED, als eine Farb-LED, insbesondere als eine Blaulicht-LED ausgestaltet sein. Der zweite Strahler ist vorzugsweise eine schmalbandige Lampe oder Leuchte, insbesondere eine monochromatische Lampe oder Leuchte, die Licht mit der Wellenlänge des Emissionsspektrums erzeugt. Somit können im mindestens einen Referenzbild Beleuchtungsverhältnisse geschaffen werden, die mit den Beleuchtungsverhältnissen des mindestens einen Fluoreszenzbildes vergleichbar sind.
  • Der erste Strahler und/oder der zweite Strahler können jeweils als ein Blitzlicht ausgestaltet sein. Alternativ können der erste Strahler und/oder der zweite Strahler dazu ausgestaltet sein, kontinuierlich in Richtung des Inspektionsbereichs zu strahlen. Entsprechend ist die Prüfanordnung ausgestaltet, den ersten Strahler und/oder den zweiten Strahler je nach Bedarf abzublenden.
  • Gemäß einer bauraumsparenden Ausgestaltung kann die Strahlquelleneinrichtung auch einen einzelnen regelbaren Strahler, wie z.B. eine regelbare LED, aufweisen, der ausgestaltet ist, jeweils die erste elektromagnetische Strahlung und die zweite elektromagnetische Strahlung zu erzeugen.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung kann die Strahlquelleneinrichtung auch mehrere einzelne Strahler und/oder regelbare Strahler aufweisen. Diese können in vorteilhafter Weise den Inspektionsbereich aus zwei Richtungen bestrahlen. Dies hätte den Vorteil, dass eine homogene Beleuchtung erzielt werden kann.
  • Gemäß einer weiteren möglichen Ausgestaltung ist der erste Wellenlängenbereich nicht in dem mindestens einen Fluoreszenzbild enthalten. Somit ist der mindestens eine Fluorophor in dem mindestens einen Fluoreszenzbild besser sichtbar, da keine Überlagerung mit der ersten elektromagnetischen Strahlung auftritt. Hierfür kann die Prüfanordnung beispielsweise eine Filtereinrichtung zwischen dem Inspektionsbereich und der Aufnahmeeinrichtung aufweisen, die ausgestaltet ist, den ersten Wellenlängenbereich zu blockieren und/oder lediglich den zweiten Wellenlängenbereich, vorzugsweise das Emissionsspektrum durchzulassen. Insbesondere kann die Filtereinrichtung entsprechende optische Filter, d.h. Bandsperre bzw. Bandstoppfilter und/oder Bandpass bzw. Bandbreitenfilter, aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann eine Sensitivität der Aufnahmeeinrichtung auf den zweiten Wellenlängenbereich beschränkt sein. Diese Sensitivitätseinschränkung kann in der Aufnahmeeinrichtung hardwareseitig und/oder softwareseitig verwirklicht sein.
  • Um eine Überlagerung mit Umgebungslicht zu verhindern, können das mindestens eine Fluoreszenzbild und/oder das mindestens eine Referenzbild unter vollständiger oder teilweiser Abschirmung von Umgebungslicht erzeugt werden. Hierfür kann die Prüfanordnung optional eine Lichtabschirmeinrichtung zur Verdunkelung oder zumindest zur Abdunkelung des Inspektionsbereichs aufweisen. Alternativ kann die Prüfanordnung auch eine Dunkelkammer aufweisen.
  • Die Aufnahmeeinrichtung kann beispielsweise eine einzelne Kamera, insbesondere eine Fluoreszenzkamera zur Erzeugung der Bildaufnahmen aufweisen. Selbstverständlich kann die Aufnahmeeinrichtung auch zwei unterschiedliche Kameras aufweisen.
  • Vorteilhafterweise ist die Aufnahmeeinrichtung dafür ausgelegt, die Erzeugung der Bildaufnahmen wiederholt durchzuführen. Entsprechend ist die Bilddatenverarbeitungseinrichtung auch zur wiederholten Bildverarbeitung der Bildaufnahmen fähig. Somit können mehrere Erzeugnisse nacheinander und/oder Erzeugnisse, deren räumliche Ausdehnung den Inspektionsbereich überschreitet, stückweise inspiziert werden.
  • Insbesondere für die Inspektion mehrerer und/oder länglicher Erzeugnisse eignet sich eine Ausgestaltung der Prüfanordnung, die ein Fördergerät, beispielsweise ein Förderband, zur Bewegung des Erzeugnisses durch den Inspektionsbereich aufweist. Insbesondere wird dadurch eine kontinuierliche Relativbewegung zwischen dem Erzeugnis und der Aufnahmeeinrichtung ermöglicht. Die Aufnahmen können während dieser kontinuierlichen Relativbewegung erzeugt werden. Somit können hohe Inspektionsgeschwindigkeiten erreicht werden. Mit anderen Worten können dank der kontinuierlichen Relativbewegung mehrere Erzeugnisse und/oder mehrere Teilbereiche eines Erzeugnisses in kürzerer Zeit im bewegten Zustand inspiziert werden.
  • Zusätzlich oder alternativ kann die Aufnahmeeinrichtung als eine Zeilenkamera ausgestaltet sein. Dies ermöglicht Endlosaufnahmen des Erzeugnisses, sodass beliebig lange Erzeugnisse inspizierbar sind. Die Zeilenkamera wird hierzu kontinuierlich relativ zum Erzeugnis bewegt. Diese Relativbewegung kann mittels des Fördergeräts und/oder durch eine Verschiebung der Zeilenkamera selbst erfolgen. Die Aufnahmeeinrichtung kann entsprechend ausgestaltet sein, die Aufnahmen während dieser Relativbewegung zu erzeugen.
  • Gemäß einer weiteren möglichen Ausführungsform ist die Prüfanordnung ausgestaltet, das mindestens eine Fluoreszenzbild und das mindestens eine Referenzbild pixelsynchron aufzunehmen. Mit anderen Worten gibt es für jedes Pixel in dem mindestens einen Fluoreszenzbild ein dazugehöriges Pixel in dem mindestens einen Referenzbild, das dieselbe Stelle des Inspektionsbereichs abbildet, und umgekehrt. Dies steigert die Genauigkeit der erfindungsgemäßen Prüfanordnung und des erfindungsgemäßen Verfahrens insbesondere im Hinblick auf die Erzeugung des Korrekturbildes.
  • Zum Erreichen der Pixelsynchronizität bei kontinuierlicher Relativbewegung kann die Aufnahmeeinrichtung zwei voneinander beabstandete oder nebeneinander angeordnete Zeilenkameras aufweisen. Der Inspektionsbereich wird abwechselnd mit der ersten elektromagnetischen Strahlung und der zweiten elektromagnetischen Strahlung bestrahlt und dabei jeweils mit den zwei Zeilenkameras im Wechsel aufgenommen, wobei die Aufnahmefrequenz der zwei Zeilenkameras derart eingerichtet ist, dass ein zeitlicher Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Aufnahmen dem Quotienten aus dem räumlichen Abstand zwischen den zwei Zeilenkameras und der Vorschubgeschwindigkeit des Fördergeräts entspricht.
  • Die Pixelsynchronizität kann auch erreicht werden, wenn statt der zwei voneinander beabstandeten Zeilenkameras, eine mehrzeilige Zeilenkamera oder eine Matrixkamera zeilenweise oder mehrzeilig angesteuert wird, wobei der Abstand zwischen den angesteuerten Zeilen der Matrixkamera statt dem Abstand zwischen den zwei Zeilenkameras im oben genannten Quotienten verrechnet wird.
  • Vorzugsweise kann das Fördergerät einen Drehgeber aufweisen, der eine Taktung vorgibt, an welche die Aufnahmefrequenz der einen oder von zwei Kameras angepasst werden kann.
  • Um Bewegungsunschärfe in dem mindestens einen Fluoreszensbild und dem mindestens einen Referenzbild zu vermeiden, kann das Erzeugnis im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens zumindest während des jeweiligen Aufnehmens unbewegt bleiben. Hierdurch lässt sich auch die Pixelsynchronizität zwischen dem mindestens einen Fluoreszenzbild und dem mindestens einen Referenzbild einfach erreichen. Vorzugsweise ist die Aufnahmeeinrichtung in dieser Ausführungsform als eine Matrixkamera ausgestaltet. Bei der Inspektion von mehreren Erzeugnissen können diese, z.B. mit dem Fördergerät diskontinuierlich in den Inspektionsbereich bewegt werden und jeweils für eine gewisse Verweilzeit im Inspektionsbereich statisch verweilen. Die Erzeugung der jeweiligen Bildaufnahmen erfolgt innerhalb dieser Verweilzeit.
  • Damit sich die erste elektromagnetische Strahlung nicht mit der zweiten elektromagnetischen Strahlung in den Bildaufnahmen überlagern, kann das Aufnehmen des mindestens einen Fluoreszenzbildes und des mindestens einen Referenzbildes im erfindungsgemäßen Verfahren zeitversetzt und /oder ortsversetzt erfolgen.
  • Die erfindungsgemäße Prüfanordnung ist für ein Erzeugnis geeignet, das aus mehreren Schichten bzw. Lagen aufgebaut ist, wobei eine Schicht den mindestens einen Fluorophor enthält. Das Erzeugnis kann beispielsweise ein industrielles Erzeugnis, insbesondere ein mehrlagiger, mehrschichtiger und/oder laminierter Verbundwerkstoff oder ein Erzeugnis aus derartigem Verbundwerkstoff, z.B. aber nicht ausschließlich ein oder mehrere Fußbodenlaminate sein.
  • Zur besseren Textverständlichkeit wird die Schicht mit dem mindestens einen Fluorophor nachfolgend als "Fluorophorschicht" bezeichnet, obwohl diese Schicht nicht vollständig aus dem mindestens einen Fluorophor bestehen muss und außer dem mindestens einen Fluorophor noch weitere Bestandteile aufweisen kann.
  • Die erfindungsgemäße Prüfanordnung ermöglicht es, Fehlstellen (wie z.B. Löcher, Risse, Ablösungen und/oder Faltungen) in der Fluorophorschicht zuverlässig zu detektieren und dabei den störenden Einfluss von sekundären Beleuchtungseffekten zu minimieren. Somit kann die Qualität des Erzeugnisses, insbesondere im Hinblick auf die Fluorophorschicht, verlässlich geprüft werden, ohne dass die sekundären Beleuchtungseffekte das Ergebnis verfälschen oder beeinflussen.
  • Bei den sekundären Beleuchtungseffekten kann es sich konkret um Ablichtungen von Mustern, Dekors, Logos, Aufschriften und/oder anderen Markierungen handeln, die sich beispielsweise auf einer zur Fluorophorschicht mittelbar oder unmittelbar benachbarten Schicht des Erzeugnisses befinden, von der Fluorophorschicht beim Fluoreszieren beleuchtet werden und deshalb zusammen mit den Fehlstellen im mindestens einen Fluoreszenzbild erscheinen. Aus dem mindestens einen Fluoreszenzbild allein gestaltet sich eine Detektion der Fehlstellen, insbesondere eine Unterscheidung von den Mustern, Dekors, Logos, Aufschriften und/oder anderen Markierungen entsprechend schwierig. Deshalb sind erfindungsgemäß die Muster, Dekors, Logos, Aufschriften und/oder anderen Markierungen auch gezielt in dem mindestens einen Referenzbild sichtbar gemacht. Die Fehlstellen sind hingegen nur in dem mindestens einen Fluoreszenzbild abgebildet. Somit können die Muster, Dekors, Logos, Aufschriften und/oder anderen Markierungen bei der Erzeugung des Korrekturbildes eliminiert werden, während die Fehlstellen in das Korrekturbild übertragen werden.
  • Die erfindungsgemäße Prüfanordnung und auch das erfindungsgemäße Verfahren eignen sich somit unter anderem für die Qualitätsprüfung von Fußbodenlaminaten, solange eine Laminatschicht den mindestens einen Fluorophor enthält. Das erfindungsgemäße Verfahren kann folglich insbesondere ein Qualitätsprüfungsverfahren für derartige Fußbodenlaminate sein.
  • Um eine Bestrahlung der Fluorophorschicht zu gewährleisten, kann es sich bei der Fluorophorschicht um eine oberste und/oder äußerste Schicht des Erzeugnisses handeln. Alternativ können sich zwischen der Fluorophorschicht und der Strahlquelleneinrichtung beliebig viele für die erste elektromagnetische Strahlung und die zweite elektromagnetische Strahlung transparente Schichten befinden. Die Fluorophorschicht befindet sich vorzugsweise zwischen der Strahlquelleneinrichtung und einer die erste elektromagnetische Strahlung und die zweite elektromagnetische Strahlung reflektierenden Schicht des Erzeugnisses.
  • Im Folgenden ist die Erfindung beispielhaft mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. Die bei den gezeigten Ausführungsformen beispielhaft dargestellte Merkmalskombination kann nach Maßgabe der obigen Ausführungen entsprechend der für einen bestimmten Anwendungsfall notwendigen Eigenschaften der erfindungsgemäßen Prüfanordnung und/oder des erfindungsgemäßen Verfahrens durch weitere Merkmale ergänzt werden. Auch können, ebenfalls nach Maßgabe der obigen Ausführungen, einzelne Merkmale bei den beschriebenen Ausführungsformen weggelassen werden, wenn es auf die Wirkung dieses Merkmals in einem konkreten Anwendungsfall nicht ankommt. In den Zeichnungen werden für Elemente gleicher Funktion und/oder gleichen Aufbaus stets dieselben Bezugszeichen verwendet.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1:
    eine schematische Darstellung einer Prüfanordnung mit einer Prüfanordnung gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform;
    Fig. 2:
    eine schematische Darstellung einer Prüfanordnung mit einer Prüfanordnung gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform;
    Fig. 3:
    eine schematische Darstellung einer Prüfanordnung mit einer Prüfanordnung gemäß einer dritten beispielhaften Ausführungsform;
    Fig. 4:
    eine schematische Darstellung einer Prüfanordnung mit einer Prüfanordnung gemäß einer vierten beispielhaften Ausführungsform und
    Fig. 5:
    eine schematische Darstellung eines Fluoreszenzbildes, eines Referenzbildes und eines Korrekturbildes.
  • Im Folgenden sind Aufbau und Funktion einer erfindungsgemäßen Prüfanordnung 2 mit Bezug auf Fig. 1 bis 5 beispielhaft beschrieben. Obwohl einige Aspekte der Erfindung lediglich im Rahmen der Prüfanordnung 2 beschrieben werden, ist es selbstverständlich möglich, dass diese Aspekte auch eine Beschreibung des entsprechenden Verfahrens darstellen, wobei z.B. ein Block, ein Modul, eine Einheit, eine Einrichtung oder eine Eigenschaft der Prüfanordnung 2 einem Verfahrensschritt oder einer Funktion eines Verfahrensschritts entspricht. Analog dazu stellen Aspekte, die im Rahmen eines Verfahrensschritts beschrieben werden, auch entsprechend eine Beschreibung eines Blocks, eines Moduls, einer Einheit, einer Einrichtung oder einer Eigenschaft der Prüfanordnung dar.
  • In Fig. 1 ist eine vereinfachte, schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform der Prüfanordnung 2 gezeigt. Die Prüfanordnung 2 ist für eine fluoreszenzbasierte Inspektion eines mindestens einen Fluorophor 4 enthaltenden Erzeugnisses 6 vorgesehen. Der mindestens eine Fluorophor 4 weist hierbei je nach Anwendung ein bekanntes bzw. vordefiniertes Anregungsspektrum und ein bekanntes bzw. vordefiniertes Emissionsspektrum auf. Das Anregungsspektrum kann einen kontinuierlichen Anregungswellenlängenbereich oder eine diskrete Anregungswellenlänge darstellen. Das Emissionsspektrum kann wiederum einen kontinuierlichen Emissionswellenlängenbereich oder eine diskrete Emissionswellenlänge repräsentieren.
  • Wie in Fig. 1 dargestellt, weist die Prüfanordnung 2 unter anderem eine Strahlquelleneinrichtung 14, eine Aufnahmeeinrichtung 16 und eine Bilddatenverarbeitungseinrichtung 18 auf.
  • Die Aufnahmeeinrichtung 16 dient zur Erzeugung von Bildaufnahmen 24 eines Inspektionsbereichs 20, in dem das Erzeugnis 6 anordenbar und/oder angeordnet ist.
  • Die Strahlquelleneinrichtung 14 dient zur Erzeugung einer ersten elektromagnetischen Strahlung 21 und einer zweiten elektromagnetischen Strahlung 22. Die erste elektromagnetische Strahlung 21 hat einen ersten Wellenlängenbereich, der das Anregungsspektrum des mindestens einen Fluorophors 4 enthält. Die zweite elektromagnetische Strahlung 22 hat einen zweiten Wellenlängenbereich, der das Emissionsspektrum des mindestens einen Fluorophors 4 enthält. Der erste Wellenlängenbereich liegt vorzugsweise außerhalb des Emissionsspektrums und überschneidet sich somit nicht mit diesem. Der zweite Wellenlängenbereich liegt vorzugsweise außerhalb des Anregungsspektrums, sodass sich diese nicht miteinander überschneiden.
  • Wie ferner in Fig. 1 dargestellt ist, kann die Strahlquelleneinrichtung 14 einen einzelnen regelbaren Strahler 55, wie z.B. eine regelbare LED aufweisen, der ausgestaltet ist, jeweils die erste elektromagnetische Strahlung 21 und die zweite elektromagnetische Strahlung 22 zu erzeugen.
  • In Fig. 2 ist eine alternative Ausführungsform gezeigt, in der die Strahlquelleneinrichtung 14 einen ersten Strahler 51 und einen separaten zweiten Strahler 52 aufweist, wobei der erste Strahler 51 ausgestaltet ist, die erste elektromagnetische Strahlung 21 zu erzeugen und der zweite Strahler 52 ausgestaltet ist, die zweite elektromagnetische Strahlung 22 zu erzeugen. Beispielsweise kann der erste Strahler 51 als eine UV-Lampe 56 ausgestaltet sein. Entsprechend kann es sich bei der ersten elektromagnetischen Strahlung 21 um UV-A-Strahlung 58 handeln.
  • Der zweite Strahler 52 kann als eine polychrome Lampe oder eine schmalbandige Lampe 60, insbesondere eine monochromatische Lampe 62, genauer eine Farb-Lampe 64, beispielsweise eine Blaulicht- Lampe ausgestaltet sein, die Licht mit der Wellenlänge des Emissionsspektrums erzeugt.
  • Der erste Strahler 51 und der zweite Strahler 52 sind in der gezeigten Ausführungsform der Fig. 2 jeweils als Blitzlicht 66 ausgestaltet. Alternativ können der erste Strahler 51 und/oder der zweite Strahler 52 kontinuierlich in Richtung des Inspektionsbereichs 20 strahlen und abwechselnd abgeblendet werden.
  • In einer weiteren in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform sind der erste Strahler 51 und der zweite Strahler 52 beabstandet voneinander angeordnet und beleuchten den Inspektionsbereich 20 von zwei Seiten. Sowohl in dem ersten Strahler 51 als auch in dem zweiten Strahler 52 stehen beide elektromagnetischen Strahlungen 21 und 22 zur Verfügung. In einer alternativen Anordnung (nicht dargestellt) kann im Strahler 51 nur die erste elektromagnetische Strahlung 21 und im Strahler 52 nur die zweite elektromagnetische Strahlung 22 zur Verfügung gestellt werden. In einer weiteren in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform sind zu dem ersten Strahler 51 und dem zweiten Strahler 52 zwei weitere Strahler 53 und 54 vorgesehen. Strahler 51 und der Strahler 52 stellen die erste elektromagnetische Strahlung 21 zur Verfügung wohingegen Strahler 53 und der Strahler 54 die zweite elektromagnetische Strahlung 22 zur Verfügung stellen.
  • Die Prüfanordnung 2 ist entsprechend ausgestaltet, den Inspektionsbereich 20 mit der ersten elektromagnetischen Strahlung 21 zu bestrahlen und mit der Aufnahmeeinrichtung 16 mindestens ein Fluoreszenzbild 26 des mit der ersten elektromagnetischen Strahlung 21 bestrahlten Inspektionsbereichs 20 aufzunehmen (siehe Fig. 5). Ferner ist die Prüfanordnung 2 ausgestaltet, den Inspektionsbereich 20 mit der zweiten elektromagnetischen Strahlung 22 zu bestrahlen und mit der Aufnahmeeinrichtung 16 mindestens ein Referenzbild 28 des mit der zweiten elektromagnetischen Strahlung 22 bestrahlten Inspektionsbereichs 20 aufzunehmen (siehe Fig. 5).
  • Obwohl in Fig. 1 und 2 sowohl die erste elektromagnetische Strahlung 21 als auch die zweite elektromagnetische Strahlung 22 eingezeichnet ist, erfolgt die jeweilige Bestrahlung mit der ersten elektromagnetischen Strahlung 21 und der zweiten elektromagnetischen Strahlung 22 vorzugsweise zeitversetzt. Entsprechend erfolgt auch das Aufnehmen des mindestens einen Fluoreszenzbildes 26 und des mindestens einen Referenzbildes 28 zueinander zeitversetzt.
  • Die Aufnahmeeinrichtung 16 kann beispielsweise eine einzelne Kamera 68, insbesondere eine Fluoreszenzkamera 70 oder auch mehrere Kameras aufweisen. Die Kameras 68 der gezeigten Ausführungsformen aus Fig. 1 und 2 sind jeweils als Zeilenkameras 72, 72a, 72b ausgestaltet. Die Prüfanordnung 2 weist in diesen Ausführungsformen außerdem ein Fördergerät 74, insbesondere ein Förderband 76 zur Bewegung des Erzeugnisses 6 durch den Inspektionsbereich 20 auf. Dadurch wird eine kontinuierliche Relativbewegung 78 zwischen dem Erzeugnis 6 und der Aufnahmeeinrichtung 16 ermöglicht. Alternativ oder zusätzlich kann auch die Aufnahmeeinrichtung 16 relativ zum Erzeugnis 6 bewegt werden.
  • Wie in Fig. 1 gezeigt, kann die Aufnahmeeinrichtung 16 zwei Zeilenkameras 72a, 72b aufweisen. Die zwei Zeilenkameras 72a, 72b können nebeneinander oder voneinander beabstandet angeordnet sein. Somit kann der Inspektionsbereich 20 abwechselnd mit der ersten elektromagnetischen Strahlung 21 und der zweiten elektromagnetischen Strahlung 22 bestrahlt und dabei jeweils mit den zwei Zeilenkameras 72a, 72b im Wechsel aufgenommen werden. Vorzugsweise ist hierbei die Aufnahmefrequenz der zwei Zeilenkameras 72a, 72b derart eingerichtet, dass ein zeitlicher Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Aufnahmen dem Quotienten aus dem räumlichen Abstand 80 zwischen den zwei Zeilenkameras 72a, 72b und der Vorschubgeschwindigkeit des Fördergeräts 74 entspricht. Auf diese Weise kann eine Pixelsynchronität zwischen dem mindestens einen Fluoreszenzbild 26 und dem mindestens einen Referenzbild 28 erreicht werden. Wahlweise kann das Fördergerät 74 einen Drehgeber 82 aufweisen, der für diesen Zweck eine Taktung vorgibt.
  • Eine Sensitivität der Aufnahmeeinrichtung 16 kann hardwareseitig und/oder softwareseitig auf den zweiten Wellenlängenbereich beschränkt sein. Somit wird mit der gezeigten Ausführungsform der erste Wellenlängenbereich nicht in dem mindestens ein Fluoreszenzbild 26 abgebildet.
  • Optional kann die Prüfanordnung 2 eine Filtereinrichtung (nicht gezeigt) zwischen dem Inspektionsbereich 20 und der Aufnahmeeinrichtung 16 aufweisen. Die Filtereinrichtung kann ausgestaltet sein, den ersten Wellenlängenbereich zu blockieren und/oder lediglich den zweiten Wellenlängenbereich, vorzugsweise das Emissionsspektrum durchzulassen. Insbesondere kann die Filtereinrichtung entsprechende optische Filter, d.h. Bandstoppfilter und/oder Bandbreitenfilter aufweisen.
  • Ferner optional kann die Prüfanordnung 2 eine Lichtabschirmeinrichtung (nicht gezeigt) zur Verdunkelung oder zumindest zur Abdunkelung des Inspektionsbereichs 20 aufweisen. Alternativ kann die Prüfanordnung 2 auch eine Dunkelkammer aufweisen.
  • Die Bilddatenverarbeitungseinrichtung 18 dient zur Bildverarbeitung der Bildaufnahmen 24, 26, 28. Insbesondere ist die Bilddatenverarbeitungseinrichtung 18 ausgestaltet, basierend auf dem mindestens einen Fluoreszenzbild 26 und dem mindestens einen Referenzbild 28 ein Korrekturbild 30 zu erzeugen (siehe Fig. 5).
  • Das Korrekturbild 30 kann beispielsweise durch Differenzbildung aus dem mindestens einem Fluoreszenzbild 26 und die mindestens einen Referenzbild 28 erzeugt werden. Hierfür kann die Bilddatenverarbeitungseinrichtung 18 ein Subtraktionsmodul 34 zur Durchführung der Differenzbildung aufweisen. Das Subtraktionsmodul 34 kann hierbei ausgestaltet sein, die Farbwerte bzw. Helligkeitswerte aus den Bilddaten des mindestens einen Fluoreszenzbildes 26 und des mindestens einen Referenzbildes 28 pixelweise zu subtrahieren und den jeweiligen Ergebniswert als Farbwert bzw. Helligkeitswert eines dazugehörigen Pixels im Korrekturbild 30 auszugeben.
  • Optional kann die Bilddatenverarbeitungseinrichtung 18 ferner ein Geometrieanpassungsmodul 36 zur Durchführung einer Geometrieanpassung und ein Kontrastanpassungsmodul 40 zur Durchführung einer Kontrastanpassung aufweisen. Das Geometrieanpassungsmodul 36 kann ausgestaltet sein, das mindestens eine Fluoreszenzbild 26 deckungsgleich oder zumindest annähernd deckungsgleich mit dem mindestens einen Referenzbild 28 auszurichten. Das Kontrastanpassungsmodul 40 kann wiederum ausgestaltet sein, die Kontrastverhältnisse des mindestens einen Fluoreszenzbildes 26 und des mindestens einen Referenzbildes 28 gegenseitig anzugleichen oder zumindest annähernd anzupassen.
  • Außerdem kann die Bilddatenverarbeitungseinrichtung 18 ein Formerkennungsmodul 44 zur Durchführung einer, vorzugsweise automatischen, Formerkennung im Korrekturbild 30 aufweisen. Das Formerkennungsmodul 44 kann ausgestaltet sein, die Formerkennung mittels eines Schwellwertverfahrens oder eines anderen, aus dem Stand der Technik bekannten Verfahrens bzw. Algorithmus durchzuführen.
  • Die Bilddatenverarbeitungseinrichtung 18 sowie ihre Bestandteile, das heißt, das Subtraktionsmodul 34, das Geometrieanpassungsmodul 36, das Kontrastanpassungsmodul 40 und/oder das Formerkennungsmodul 44 können unabhängig voneinander durch Hardware und/oder Software, insbesondere durch computerimplementierte Verfahren verwirklicht sein. Die Bilddatenverarbeitungseinrichtung 18 ist beispielsweise als ein Bilddatenprozessor 50 ausgestaltet.
  • Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Prüfanordnung 2 ist nachfolgend anhand eines konkreten Anwendungsbeispiels erläutert.
  • Bei dem Erzeugnis 6 kann es sich beispielsweise um ein industrielles Erzeugnis, das aus mehreren Schichten bzw. Lagen aufgebaut ist, insbesondere einen mehrlagigen, mehrschichtigen und/oder laminierten Verbundwerkstoff oder ein Erzeugnis aus derartigem Verbundwerkstoff, z.B., aber nicht ausschließlich ein Fußbodenlaminat 8 handeln.
  • Eine Schicht 10 des Erzeugnisses 6 enthält den mindestens einen Fluorophor 4. Zur besseren Textverständlichkeit wird die Schicht 10 mit dem mindestens einen Fluorophor 4 nachfolgend als Fluorophorschicht 12 bezeichnet, obwohl diese Schicht 10 nicht vollständig aus dem mindestens einen Fluorophor 4 bestehen muss und außer dem mindestens einen Fluorophor 4 noch weitere Bestandteile aufweisen kann.
  • Im gezeigten Beispiel der Fig. 1 ist die Fluorophorschicht 12 als die oberste und äußerste Schicht des Erzeugnisses 6 dargestellt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch auch für Erzeugnisse einsetzbar, bei denen sich auf der Fluorophorschicht 12 noch weitere für die erste elektromagnetische Strahlung 21 und die zweite elektromagnetische Strahlung 22 transparente Schichten befinden.
  • Die Fluorophorschicht 12 befindet sich im gezeigten Beispiel der Fig. 1 auf einer die erste elektromagnetische Strahlung 21 und die zweite elektromagnetische Strahlung 22, insbesondere das Emissionsspektrum reflektierenden Schicht 86 des Erzeugnisses 6. Vorzugsweise ist die Fluorophorschicht 12 derart angeordnet, dass sie sich zwischen der Strahlquelleneinrichtung 14 und der reflektierenden Schicht 86 sowie zwischen der Aufnahmeeinrichtung 16 und der reflektierenden Schicht 86 befindet.
  • Die reflektierende Schicht 86 kann Markierungen, wie z.B. Muster, Dekors, Logos oder Aufschriften aufweisen, welche eine einwandfreie Charakteristik des Erzeugnisses 6 darstellen. In Fig. 1 ist rein beispielhaft eine Markierung 88 angedeutet.
  • Die Fluorophorschicht 12 kann ungewollte Fehlstellen 90, 92, die aufgrund der Transparenz und/oder der geringen Schichtdicke der Fluorophorschicht 12 mit dem bloßen Auge oder mit herkömmlichen optischen Inspektionsmaßnahmen nicht erkennbar sind, aufweisen. Zu solchen Fehlstellen 90, 92 zählen beispielsweise Löcher 94 in der Fluorophorschicht 12 oder Ablösungen 96 und Faltungen 98 der Fluorophorschicht 12. Dies ist in der Vergrößerung 100 in Fig. 1 dargestellt. Hierbei ist die Fluorophorschicht 12 lediglich zu Unterscheidungszwecken von der reflektierenden Schicht 86 teilweise hochgerollt dargestellt.
  • Wie in Fig. 5 links dargestellt ist, können die Fehlstellen 90, 92 in dem mindestens einen Fluoreszenzbild 26 sichtbar gemacht werden, zumal Fehlstellen 90, an denen die Fluorophorschicht 12 unterbrochen ist, nicht fluoreszieren und Fehlstellen 92, an denen die Fluorophorschicht 12 gedoppelt ist, anders fluoreszieren als der Rest der Fluorophorschicht 12. Insbesondere unterscheiden sich die Fehlstellen 90, 92 in ihren optischen Eigenschaften deutlich vom Rest der Fluorophorschicht 12.
  • Gleichzeitig wird jedoch auch die Markierung 88 in dem mindestens einen Fluoreszenzbild 26 sichtbar, da die Fluorophorschicht 12 beim Fluoreszieren sekundäre Beleuchtungseffekte erzeugt, welche die Markierung 88 in dem mindestens einen Fluoreszenzbild 26 erscheinen lassen.
  • Unter gewissen Umständen kann es dazu kommen, dass der Unterschied zwischen den Fehlstellen 90, 92 und der Markierung 88 nicht deutlich genug ist, um eine zuverlässige Unterscheidung, beispielsweise im Rahmen der Formerkennung vorzunehmen.
  • Erfindungsgemäß werden deshalb die soeben genannten sekundären Beleuchtungseffekte gezielt in dem mindestens einen Referenzbild 28 nachgestellt. Dies gelingt insbesondere, weil der zweite Wellenlängenbereich der zweiten elektromagnetischen Strahlung 22 das Emissionsspektrum des mindestens einen Fluorophors 4 enthält und somit die Beleuchtungsverhältnisse, die zum Zeitpunkt des Auftretens der sekundären Beleuchtungseffekte vorlagen, simuliert werden können. Folglich wird die Markierung 88 auch in dem mindestens einen Referenzbild 28 abgebildet.
  • Wie in Fig. 5 mittig dargestellt, sind die Fehlstellen 90, 92 nicht in dem mindestens einen Referenzbild 28 sichtbar, da sich der zweite Wellenlängenbereich vorzugsweise nicht mit dem Anregungsspektrum des mindestens einen Fluorophors 4 überschneidet. Insbesondere wird beim Aufnahmen des mindestens einen Referenzbildes 28 keine oder zumindest nur sehr wenig Fluoreszenz des mindestens einen Fluorophors 4 ausgelöst, sodass die Fehlstellen 90, 92 nicht oder zumindest nicht so deutlich wie in dem mindestens einen Fluoreszenzbild 26 in Erscheinung treten.
  • Bei der Erzeugung des Korrekturbildes 30 kann folglich die Sichtbarkeit der Markierung 88 vollständig aufgehoben oder zumindest verringert werden, während die Sichtbarkeit der Fehlstellen 90, 92 unverändert erhalten bleibt oder zumindest nur geringfügig sinkt. Dies ist in Fig. 5 rechts dargestellt.
  • Mithilfe der erfindungsgemäßen Prüfanordnung 2 und mithilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens kann somit das Korrekturbild 30 derart erzeugt werden, dass eine zuverlässigere Detektion der Fehlstellen 90, 92 möglich ist, indem der störende Einfluss der Markierung 88 eliminiert wird.

Claims (9)

  1. Prüfanordnung (1,2) zur fluoreszenzbasierten Inspektion eines Laminatprodukts, das aus mehreren Schichten (10, 12, 86) aufgebaut ist, wobei eine Schicht (10, 12) mindestens einen Fluorophor (4) mit einem Anregungsspektrum und einem Emissionsspektrum enthält, wobei die Prüfanordnung (2)
    - eine Strahlquelleneinrichtung (14) zur Erzeugung einer ersten elektromagnetischen Strahlung (21) in einem ersten Wellenlängenbereich, der das Anregungsspektrum des mindestens einen Fluorophors (4) enthält, wobei die erste Strahlquelleneinrichtung (14) als eine UV-Lampe, UV-Leuchte, Schwarzlichtlampe oder Schwarzlichtleuchte ausgestaltet ist und somit die erste elektromagnetische Strahlung (21) UV-A-Strahlung ist, und einer zweiten elektromagnetischen Strahlung (22) in einem zweiten Wellenlängenbereich, der das Emissionsspektrum des mindestens einen Fluorophors (4) enthält,
    - eine Aufnahmeeinrichtung (16) zur Erzeugung von Bildaufnahmen (24) eines Inspektionsbereichs (20), in dem das Erzeugnis (6) anordenbar ist, und
    - eine Bilddatenverarbeitungseinrichtung (18) zur Bildverarbeitung der Bildaufnahmen (24)
    aufweist und ausgestaltet ist, mit der Aufnahmeeinrichtung (16) mindestens ein Fluoreszenzbild (26) des mit der ersten elektromagnetischen Strahlung (21) bestrahlten Inspektionsbereichs (20) aufzunehmen sowie mit der Aufnahmeeinrichtung (16) mindestens ein Referenzbild (28) des mit der zweiten elektromagnetischen Strahlung (22) bestrahlten Inspektionsbereichs (20) aufzunehmen, und wobei die Bilddatenverarbeitungseinrichtung (18) ausgestaltet ist, basierend auf dem mindestens einen Fluoreszenzbild (26) und dem mindestens einen Referenzbild (28) ein Korrekturbild (30) zu erzeugen.
  2. Prüfanordnung (1,2) nach Anspruch 1, wobei die Bilddatenverarbeitungseinrichtung (18) ausgestaltet ist, das Korrekturbild (30) durch Differenzbildung aus dem mindestens einen Fluoreszenzbild (26) und dem mindestens einen Referenzbild (28) zu erzeugen.
  3. Prüfanordnung (1,2) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Bilddatenverarbeitungseinrichtung (18) ausgestaltet ist, im Korrekturbild (30) eine Formerkennung durchzuführen.
  4. Prüfanordnung (1,2) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der erste Wellenlängenbereich außerhalb des Emissionsspektrums des mindestens einen Fluorophors (4) liegt.
  5. Prüfanordnung (1,2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der zweite Wellenlängenbereich außerhalb des Anregungsspektrums des mindestens einen Fluorophors (4) liegt.
  6. Prüfanordnung (1,2) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die zweite elektromagnetische Strahlung (22) von einer Blaulicht-Lampe erzeugbar ist.
  7. Prüfanordnung (1,2) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Prüfanordnung (1,2) ein Fördergerät (74) zur Bewegung des Erzeugnisses (6) durch den Inspektionsbereich (20) aufweist, und wobei die Aufnahmeeinrichtung (16) als eine Zeilenkamera (72) oder eine mehrzeilige Zeilenkamera oder eine Matrixkamera im Zeilen- oder Mehrzeilenmodus ausgestaltet ist.
  8. Prüfanordnung (1,2) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Prüfanordnung (1,2) ausgestaltet ist, das mindestens eine Fluoreszenzbild (26) und das mindestens eine Referenzbild (28) pixelsynchron aufzunehmen.
  9. Verfahren zur fluoreszenzbasierten Inspektion eines Laminatprodukts, das aus mehreren Schichten (10, 12, 86) aufgebaut ist, wobei eine Schicht (10, 12) mindestens einen Fluorophor (4) mit einem Anregungsspektrum und einem Emissionsspektrum enthält, umfassend die Schritte:
    - Positionieren des Laminatprodukts in einem Inspektionsbereich (20),
    - Aufnehmen mindestens eines Fluoreszenzbildes (26) des mit einer ersten, das Anregungsspektrum des mindestens einen Fluorophors (4) enthaltenden, elektromagnetischen Strahlung (21) bestrahlten Inspektionsbereichs (20),
    - Aufnehmen mindestens eines Referenzbildes (28) des mit einer zweiten, das Emissionsspektrum des mindestens einen Fluorophors (4) enthaltenden, elektromagnetischen Strahlung (22) bestrahlten Inspektionsbereichs (20), und
    - Erzeugen eines Korrekturbildes (30) basierend auf dem mindestens einen Fluoreszenzbild (26) und dem mindestens einen Referenzbild (28).
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